Nature：揭示新型抗生素泰斯巴汀杀死细菌新机制

在一项新的研究中，来自荷兰乌特勒支大学的研究人员发现了一种抗生素用来杀死细菌的新机制。他们写道这种称为泰斯巴汀（teixobactin）的抗生素使用了一种双重分子策略：它阻止细菌细胞壁的合成并破坏细胞膜。这些新的见解将使人们能够设计出强大的使细菌不容易产生抗药性的抗生素。相关研究结果于2022年8月3日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Teixobactin kills bacteria by a two-pronged attack on the cell envelope”。

抗生素被用来治疗细菌感染，是全世界最广泛使用的药物之一。它们对于防治呼吸道和肠道的许多感染以及各种皮肤病至关重要。然而，细菌对抗生素的抗药性越来越强，因为目前临床上使用的大多数抗生素药物已经使用了大约半个世纪。2015年，来自美国波士顿的科学家们成功地分离出了泰斯巴汀，这是大约40年来发现的第一种新型抗生素。

分离自“不可培养的”细菌

泰斯巴汀来自所谓的“不可培养的”细菌，这些细菌在传统的实验室条件下无法生长。这种抗生素对细菌病原体显示出非凡的功效，而没有检测到抗药性。然而，人们对泰斯巴汀如何杀死细菌并不了解。大多数抗生素与核糖体结合，通过这样做，它们抑制了细菌的蛋白合成。但也有一些抗生素会阻碍细菌产生肽聚糖，即一种包围细菌的保护膜。泰斯巴汀也会这样做，但不是以通常的方式。

长纤维

如今，在泰斯巴汀发现七年后，由乌特勒支大学的Markus Weingarth副教授领导的一个大型国际团队发现了它是如何在分子水平上杀死细菌的。该团队使用了几种先进的结构生物学技术，并与泰斯巴汀的发现者美国东北大学的Kim Lewis教授和Novobiotic公司进行了合作。

寡聚化和膜重构。图片来自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05019-y。

Weingarth说，“细菌需要一种叫做脂质II的特殊脂质来构建包围它们的保护膜。我们在原子水平上发现，泰斯巴汀靶向并隔离脂质II。之后，泰斯巴汀和脂质II一起在细菌细胞膜上形成长纤维。渐渐地，这会在细胞膜上形成一种山谷，然后它会分解并破坏细胞膜。这是一种独特的杀死细菌策略。”

针对某些呼吸道疾病的更好药物

论文第一作者Rhythm Shukla和Weingarth利用固态核磁共振（solid state nuclear magnetic resonance, ssNMR）技术在原子水平上解决了泰斯巴汀和脂质II在脂质膜中形成的复合物。随后，他们能够使用不同的显微镜技术在膜中和细菌中直接观察到这些长纤维。

Weingarth说，“这是第一次使用这种强大的方法来阐明膜活性抗生素的作用。作用于细胞膜的抗生素是非常难以理解的。如今我们知道了泰斯巴汀的作用方式，就有可能合理地设计出更好的药物来对付肺炎、肺结核或耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）感染。对于所有这些呼吸道疾病来说，对当前抗生素的抗药性是一个巨大的问题。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Rhythm Shukla et al. Teixobactin kills bacteria by a two-pronged attack on the cell envelope. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05019-y.